Источники питания

6.2 Источники питания

Все приведенные выше выкладки верны для новой правильно заряженной бата­реи. А если она уже не новая? Если она заряжена неправильно? Что делать? По­стараемся разобраться, как устроена аккумуляторная батарея мобильного теле­фона, каковы ее основные характеристики и правила использования.

Аккумуляторные батареи, применяемые в современных сотовых телефонах, мож­но разделить на следующие типы:

- Никель-кадмиевые — NiCd (Nickel Cadmium)

- Никель-металлгидридные — NiMH (Nickel Metal-Hydride)

- Литий-ионные — Li-ion (Lithium Ion)

- Литий-полимерные — Li-pol (Lithium Polymer)

Никель-кадмиевые батареи — самые распространенные и дешевые. Это — на­стоящий ветеран на рынке мобильных устройств связи. Отлаженная технология и надежная работа обеспечили им широкое применение для питания портатив­ной техники и оборудования К основным достоинствам никель-кадмиевых ба­тарей относятся:

- Превосходная работоспособность в широком диапазоне температур окружаю­щей среды, в том числе возможность заряда при отрицательных температурах

- Способность отдавать в нагрузку большой ток

- Длительный срок службы — свыше тысячи циклов заряда/разряда при пра­вильной эксплуатации и обслуживании

- Низкая чувствительность к неправильной эксплуатации

- Легкое восстановление при понижении емкости и после длительного хранения

- Низкая цена

В NiCd аккумуляторных батареях рабочее вещество находится в виде мелких кри­сталлов, что обеспечивает максимальную площадь их соприкосновения с электролитом. При неблагоприятных условиях эксплуатации кристаллы укруп­няются до размеров, в 150 раз превосходящих первоначальные, что приводит к рез­кому уменьшению площади активной поверхности. Как следствие, снижается напряжение и уменьшается емкость. А в некоторых случаях острые грани крис­таллов даже прокалывают сепаратор, вызывая быстрый саморазряд или корот­кое замыкание.

Среди других недостатков этих аккумуляторных батарей можно отметить: необ­ходимость периодической полной разрядки для сохранения эксплуатационных свойств (устранения эффекта памяти), быстрый саморазряд (до 10% в течение первых 24-х часов), относительно маленькая плотность энергии (отношение емкости к габаритам и массе) и большие габариты (по сравнению с аккумуля­торными батареями других типов). К минусам этих батарей можно отнести и их «недружественность» к окружающей среде, т. к. они содержат кадмий и требуют специальной утилизации. Из-за больших габаритов и проблем с утилизацией NiCd эти батареи постепенно покидают рынок сотовых телефонов.

На смену им первыми пришли никель-металлгидридные батареи, но их шумно разрекламированные преимущества наделе не оправдали ожиданий потребите­лей из-за небольшого срока службы. Эта ситуация сейчас начинает выправлять­ся благодаря технологическому прогрессу в их производстве. Отличительные преимущества сегодняшних NiMH-батарей следующие:

- Их емкость примерно на 30% больше емкости NiCd-батарей при тех же га­баритах

- Они меньше склонны к эффекту памяти, чем NiCd-батареи (периодические циклы восстановления нужно выполнять реже)

- Низкая токсичность (NiMH-технология считается экологически чистой)

К сожалению, NiMH-батареи имеют много недостатков. По сравнению с NiCd-батареями, у них меньший срок службы — около 500 циклов «заряда/разряда», более быстрый саморазряд (в 1,5—2,0 раза) и более высокая цена.

Потерю заряда вызывает и их старение. У изношенной батареи пластины элек­тродов разбухают и начинают слипаться друг с другом, что приводит к повы­шению тока саморазряда. Укрупнение кристаллических образований в NiCd-батареях на основе никеля происходит в основном из-за слишком долгого нахождения ее в зарядном устройстве и многократного заряда без периодичес­кого полного разряда. Разукрупнить кристаллические образования позволяет проведение такой процедуры, как тренировка, которую достаточно проводить один раз в 30—60 дней.

Литий-ионные батареи постепенно завоевывают позиции на рынке устройств мобильной связи. Это обусловлено такими их преимуществами, как:

- Высокая плотность электрической энергии (по крайней мере вдвое большая, чем у NiCd-батареи того же размера, а значит, и вдвое меньшие габариты при той же емкости)

- Медленный саморазряд (примерно 2—5% в месяц плюс примерно 3% на пи­тание встроенной электронной схемы защиты)

- Отсутствие каких-либо требований к обслуживанию, за исключением тре­бования длительного хранения в заряженном состоянии

Но есть и недостатки: батареи некоторых производителей работают только при положительных температурах, все батареи дороги и подвержены процессу ста­рения, даже если они не используются. Уменьшение емкости наблюдается при­мерно после одного года. После двух лет хранения батарея часто становится не­исправной. Поэтому не рекомендуется хранить Li-ion-аккумуляторы в течение длительного времени — нужно использовать их, пока они новые.

Li-ion-батареи повреждаются при заряде в «чужих» зарядных устройствах, а так-же при хранении в чрезмерно разряженном состоянии. Уменьшение емкости Li-ion - батарей необратимо, так как используемые в них токсичные материалы рассчитаны на работу только в течение определенного времени (к концу срока службы батареи токсичность применяемых в них веществ снижается).

Литий-полимерные батареи появились на рынке сотовых телефонов и портативных компьютеров совсем недавно, они немного дешевле, чем литий ионные батареи при одинаковой плотности энергии. Выдерживают примерно 150 циклов заряда/разряда.

Литий-полимерные батареи изготовливаются в разнообразных пластичных геометрических формах, нетрадиционных для обычных батарей. Они достаточно тонкие по толщине и способны заполнять любое свободное место.

Основными параметрами аккумуляторной батареи телефона являются:

- Электрическая емкость

- Внутреннее сопротивление

- Напряжение

- Саморазряд

- Срок службы

Электрическая емкость аккумуляторной батареи состоит из номинальной и ре­альной.

Номинальная электрическая емкость — это то количество энергии, которым ба­тарея теоретически должна обладать в заряженном состоянии. Данный параметр аналогичен емкости, например, стакана. Так же как в стандартный граненый стакан можно налить 200 мл воды, так и в батарею можно «закачать» также лишь вполне определенное количество энергии. Но определяется это количество энер­гии не в момент заряда, а при обратном процессе, т. е. при разряде батареи по­стоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента дости­жения заданного порогового напряжения. Измеряется емкость в ампер-часах или миллиампер-часах и обозначается буквой С. Значение номинальной емкости батареи, как правило, зашифровано в ее обозначении.

Реальное значение емкости новой батареи на момент ввода ее в эксплуатацию колеблется от 80 до 110% номинального значения и зависит: от фирмы-изгото­вителя, условий и срока хранения, а также от технологии ввода в эксплуатацию. Нижний предел (80%) обычно рассматривается как минимально допустимое зна­чение для новой батареи. Теоретически батарея, например, номинальной емко­стью 1000 мА- ч может отдавать ток 1000 мА в течение 1 ч, 100 мА — в течение 10 ч, или 10 мА в течение 100 ч.

Практически же, при высоком токе разряда номи­нальная емкость не достигается, а при низком токе — превышается.

В процессе эксплуатации емкость батареи уменьшается. Скорость уменьшения зависит от типа батареи, технологии обслуживания в процессе работы, исполь­зуемых зарядных устройств, условий и длительности эксплуатации.

Внутреннее сопротивление батареи определяет ее способность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внут­реннего сопротивления батарея способна отдать в нагрузку больший пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на ее выводах), а значит, и большую пиковую мощность, в то время как высокое значение сопротивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах батареи при резком увеличении тока нагрузки. Это приводит к тому, что внешне хороший аккумулятор не может полно­стью отдать запасенную в нем энергию

в нагрузку.

Похожие работы

Сотовая связь. Плюсы и минусы мобильного телефона

Скачать

109876

4

1

... , в контрольной группе - 22%.". Австралийские ученые доказали, что существует прямая связь между ростом онкологических заболеваний и электромагнитным излучением мобильного телефона. Споры о воздействии электромагнитного излучения аппаратов сотовой связи на здоровье пользователей ведутся уже несколько лет, при этом самым главным аргументом защитников радиотелефона было отсутствие достоверных ...

Исследование рынка операторов сотовой связи

Скачать

67709

5

3

... странах. На сегодняшний день "Дельта Телеком" располагает самой широкой территорией охвата среди петербургских операторов сотовой связи (70 % Ленинградской области - охватывает 90% населенных территорий). Компания занимает 37% петербургского рынка сотовой связи и 28% среди операторов всех стандартов сотовой связи на Северо-Западе России. Осознавая свое превосходство по предоставлению ...

Комплексное исследование рынка сотовой связи на примере

Скачать

53507

7

11

... представление отчета о его результатах, который нередко сопровождается выступлением исполнителя с докладом перед представителями заказчика. 2 Маркетинговое исследование рынка сотовой связи на примере ОАО «Краснодарская Сотовая Связь» 2.1 Сотовая Связь – введение Сотовая связь одна из наиболее динамично развивающихся отраслей. С самого начала существования сотовых сетей в России (с 1991 г.) ...

Маркетинг на рынке услуг сотовой связи

Скачать

79862

8

0

... других услуг компании «Билайн», либо использовать, но через определенный промежуток времени (когда аудитория сайта расширится или изменится).Заключение В данной курсовой работе была рассмотрена тема «Маркетинг на рынке услуг сотовой связи». В первой главе рассмотрена история развития сотового бизнеса в России. Можно выделить следующие тенденции развития сотового рынка в России:1) Активный ...